viernes, 25 de noviembre de 2016

2.3.4 Las radiaciones del sol y el Smog fotoquímico

RADIACIONES DEL SOL (RADIACION SOLAR)
La radiación solar es el conjunto de radiaciones electromagneticas emitidas por el sol. El Sol es una estrella que se encuentra a una temperatura media de 6000 k en cuyo interior tienen lugar una serie de reacciones de fusion nuclear que producen una pérdida de masa que se transforma en energia Esta energía liberada del Sol se transmite al exterior mediante la radiación solar. El Sol se comporta prácticamente como un cuerpo negro el cual emite energía siguiendo la ley de Plank a la temperatura ya citada. La radiación solar se distribuye desde el infrarrojo hasta el ultravioleta No toda la radiación alcanza la superficie de la Tierra, porque las ondas ultravioletas más cortas son absorbidas por los gases de la atmosfera La magnitud que mide la radiación solar que llega a la Tierra es la irradiancia, que mide la potencia que por unidad de superficie alcanza a la Tierra. Su unidad es el W/ m
La energia recibida del Sol después de atravesar la atmosfera de la Tierra casi sin calentarla por el efecto de la diatermancia de la atmósfera, es reflejada por la superficie terrestre y calienta el aire en unas zonas de la atmósfera más que otras, provocando alteraciones en la densidad de los gases y, por consiguiente, desequilibrios que causan la circulacion atmosferica. Esta energía produce la temperatura en la superficie terrestre, y el efecto de la atmósfera es mitigar la diferencia de temperaturas entre el día y la noche y entre las distintas zonas geogastronomicas de nuestro planeta.
Casi la totalidad de la energía utilizada por los seres vivos procede del Sol. Las plantas la absorben directamente y realizan la fotosintesis, los hervivoros absorben indirectamente una pequeña cantidad de esta energía comiendo las plantas, y los carnivoros absorben indirectamente una cantidad más pequeña comiendo a los herbívoros.
Así pues, la mayoría de las fuentes de energia usadas por el hombre derivan indirectamente del Sol. Los combustibles fosiles preservan energía solar capturada hace millones de años mediante la fotosíntesis. La energía hidroelectrica usa la energía potencial del agua que, a través del ciclo hidrologico, pasa por los tres estados físicos de la materia (evaporación del agua oceánica, condensación, precipitación y escurrimiento o escorrentia), con lo que se puede aprovechar dicha fuente de energía mediante represas y saltos de agua. La energía eólica es otra forma de aprovechamiento de la radiación solar, ya que ésta, al calentar con diferente intensidad distintas zonas de la superficie terrestre, da origen a los vientos, que pueden ser utilizados para generar electricidad, mover embarcaciones, bombear las aguas subterráneas y otros muchos usos.
https://www.google.com.mx/search?q=inversion+termica&espv=2&biw=1280&bih=914&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwjItI2HrsDQAhUK1GMKHdpZAlkQ_AUIBigB#tbm=isch&q=radiacions+solares&imgrc=qvB88l5juKoxyM%3A

Radiación ultravioleta
Es la radiación de menor longitud de onda (360 nm),la cual lleva mucha energía e interfiere con los enlaces moleculares. Especialmente las de menos de 300 nm, que pueden alterar las moléculas de ADN, muy importantes para la vida. Estas ondas son absorbidas por la parte alta de la atmósfera, especialmente por la capa de ozono.
Es importante protegerse de este tipo de radiación, ya que por su acción sobre el ADN está asociada con el cáncer de piel. Sólo las nubes tipo cúmulos de gran desarrollo vertical atenúan éstas radiaciones prácticamente a cero. El resto de las formaciones, tales como cirrus, estratos y cúmulos de poco desarrollo vertical, no las atenúan, por lo que es importante la protección aún en días nublados. Es importante tener especial cuidado cuando se desarrollan nubes cúmulos, ya que éstas pueden llegar a actuar como espejos y difusores e incrementar las intensidades de los rayos ultravioleta y, por consiguiente, el riesgo solar. Algunas nubes tenues pueden tener el efecto de lupa.
Radiación visible
La radiación correspondiente a la zona visible cuya longitud de onda está entre 360 nm (violeta) y 760 nm (rojo), por la energía que lleva, tiene gran influencia en los seres vivos. La luz visible atraviesa con bastante eficacia la atmósfera limpia, pero cuando hay nubes o masas de polvo, parte de ella es absorbida o reflejada.
Radiación infrarroja
La radiación infrarroja de más de 760 nm es la que corresponde a longitudes de onda más largas, y lleva poca energía asociada. Su efecto aumenta la agitación de las moléculas, provocando el aumento de la temperatura. El CO2, el vapor de agua y las pequeñas gotas de agua que forman las nubes absorben con mucha intensidad las radiaciones infrarrojas.
La atmósfera se desempeña como un filtro, ya que mediante sus diferentes capas distribuye la energía solar para que a la superficie terrestre sólo llegue una pequeña parte de esa energía. La parte externa de la atmósfera absorbe parte de las radiaciones, reflejando el resto directamente al espacio exterior, mientras que otras pasarán a la Tierra y luego serán irradiadas. Esto produce el denominado balance térmico, cuyo resultado es el ciclo del equilibrio radiante.
Según el tipo de radiación se conoce que de los 324 W/m² que llegan a la Tierra, en la parte alta de la atmósfera (1400 W/m² es la constante solar); 236 W/m² son reemitidos al espacio en forma de radiación infrarroja, 86 W/m² son reflejados por las nubes y 2 W/m² son reflejados por el suelo en forma de radiaciones de onda corta. Pero el reenvío de energía no se hace directamente, sino que parte de la energía reemitida es absorbida por la atmósfera originándose el efecto invernadero.

ESMOG FOTOQUÍMICO
Se denomina smog fotoquímico (españolizado como "esmog fotoquímico") a la contaminación del aire y su espesor es muy oscuro, principalmente en áreas urbanas, por ozono originado por reacciones fotoquímicas, y otros compuestos. Como resultado se observa una atmósfera de un color plomo o negro . El ozono es un compuesto oxidante y tóxico que puede provocar en el ser humano problemas respiratorios.
Este tipo de smog se describió por primera vez en los angeles en los años 40, y se suele dar en ciudades con bastante tráfico (emisión de monoxido de nitrogeno, NO, y compuestos organicos volatiles, COVs), cálidas y soleadas, y con poco movimiento de masas de aire.



https://www.google.com.mx/search?q=inversion+termica&espv=2&biw=1280&bih=914&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0ahUKEwjItI2HrsDQAhUK1GMKHdpZAlkQ_AUIBigB#tbm=isch&q=smog+quimico&imgrc=HBlhzwcaSEcziM%3A
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Contaminantes
Los principales contaminantes primarios son los óxidos de nitrógeno(NOx) y los compuestos orgánicos volátiles.
El monóxido de nitrógeno (u óxido nítrico) se forma cuando el oxígeno y el nitrógeno atmosféricos reaccionan a altas temperaturas. Esta reacción se da, por ejemplo, en los motores de combustión de los automóviles de la siguiente forma:
Sin embargo, el óxido nítrico es una molécula altamente inestable en el aire, ya que se oxida rápidamente en presencia de oxígeno, convirtiéndose en dióxido de nitrógeno según la reacción:
Entre los compuestos orgánicos volátiles (COVs) se encuentran los hidrocarburos no quemados que pueden ser emitidos también por vehículos, así como disolventes o combustibles que se pueden evaporar fácilmente. También éstos pueden provenir de zonas arbóreas, al emitirse de forma natural hidrocarburos, principalmente isopreno, pineno limoneno.
Los contaminantes secundarios, formados a partir de los anteriores, a través de una serie compleja de reacciones propiciadas por la radiación solar, son el ozono, el HNO3, el nitrato de perioaxilo  (PAN) y otros compuestos.
Reacciones
Durante el día el dióxido de nitrógeno se disocia en monóxido de nitrógeno y radicales oxígeno:
NO2 + hν → NO + O·
El O· se combina con oxígeno molecular generando ozono:
O· + O2 → O3
En ausencia de COVs este ozono oxida al monóxido de nitrógeno de la etapa anterior:
O3 + NO → O2 + NO2
Pero en presencia de COVs, éstos se transforman en radicales peroxi que a su vez oxidan al NO:
ROO· + NO → RO· + NO2
De esta forma el NO no está disponible para reaccionar con el ozono y éste se acumula en la atmósfera.
Muchos de los radicales RO· generados terminan formando aldehidos. Éstos, cuando la concentración de NO es baja (conforme avanza el día), pueden reaccionar con NO2 dando lugar a compuestos del tipo RCOOONO2 (cuando R es un metilo se denomina peróxido de acetilnitrato, PAN, un compuesto tóxico).
La formación del HNO3 se produce al final del día por reacción del NO2 con radicales oxhidrilo:
NO2 + OH· → HNO3
Durante la noche los radicales OH· pueden reaccionar con el NO dando ácido nitroso, que se disocia en presencia de luz, pero es estable durante la noche.
OH· + NO → HONO
HONO + hν → OH· + NO
Durante la noche las reacciones de smog fotoquímico se ven muy reducidas al necesitar la luz para funcionar, aunque éstas pueden continuar a través de otros compuestos.


http://www.oni.escuelas.edu.ar/2008/CORDOBA/1324/trabajo/radiacionsolar.html
http://www.oni.escuelas.edu.ar/olimpi97/imagen/espinal/radiacin.htm
https://www.ecured.cu/Radiaci%C3%B3n_solar

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